一种可编程控制的工业设备控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种应用于工业设备中控制系统的技术领域，尤其是一种工业设备的自动控制系统。

背景技术：

工控指的是工业自动化控制，主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制，或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性；并通过将所编写的程序录入自动控制的电子设备中，以达到让自动控制的电子设备根据程序指令去自动控制工业设备的执行机构去自动工作；

现有技术中的自动控制系统一般采用PLC控制器完成对工业设备的自动控制，其指令控制功能较弱、实时的响应速度较慢，同时对其本身工作时的散热装置往往是在同一频率下一直开启进行散热操作，从而使电能消耗较大，还导致了散热风机特别容易损坏，工作间管理人也无法随时随地远程得知控制系统工作时的温度和用户程序运行情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种提高使用效果和实用性能的一种可编程控制的工业设备控制系统。

本实用新型所设计的一种可编程控制的工业设备控制系统，包括：

编程模块，用于调出编程程序，以便于用户输入对执行机构进行自动控制的程序；

中央处理模块，对接收到的信号的进行处理并发送控制信号指令；

系统程序存储模块，对控制器本身的操作系统进行存储；

用户程序存储模块，对用户在编程模块中输入的程序进行存储；

输出接口，将中央处理模块输出的控制指令信号至执行机构中；

散热风机，对控制系统进行散热工作；

温控模块，根据控制系统工作时产生的温度进行自动调控散热风机的转速和开启关闭；

触摸屏，用于触控编写控制执行机构的程序和显示控制系统内工作时产生的热量温度；

输出接口，用于将控制信号指令传输至执行机构；

移动手持终端，远程查看控制系统工作时的温度和程序运行情况；

GPRS无线传输模块，对检测到的温度数据无线传输至移动手持终端；

温控模块包括调控开关、单片机、温度传感器、以及在单片机内的PWM输出模块，调控开关与单片机内的PWM输出模块和散热风机相连，温度传感器与单片机相连；单片机、编程模块、触摸屏、用户程序存储模块、系统程序存储模块、GPRS无线传输模块和输出接口均与中央处理模块相连，GPRS无线传输模块与移动手持终端相连。

进一步优选，PWM输出模块由两个分别决定高电平时长和低电平时长的定位器构成。

进一步优选，还包括对各模块进行供电的供电模块和电源，供电模块分别与电源和中央处理模块相连，散热风机还与12V电源相连。

进一步优选，供电模块12包括设置在中央处理模块上的供电端、将24V直流供电电压降压成15V直流电压后输出的第一稳压单元、将第一稳压单元输出的15V直流电压降压成5V直流供电电压后输出的第二稳压单元，第一稳压单元的输入端连接VCC电源，其输出端与第二稳压单元的输入端相连，第二稳压单元的输出端与中央处理模块1的供电端连接。

进一步优选，第一稳压单元包括：第一稳压芯片、电容C1、电容C2、电容 C3以及二极管D1；二极管D1的阴极连接中央处理模块的接地引脚，第一稳压芯片的输入引脚连接中央处理模块的供电引脚，第一稳压芯片的接地引脚连接二极管D1的阳极，电容C1和电容C2分别连接在所述第一稳压芯片的输入引脚和二极管D1的阳极之间。

进一步优选，第二稳压单元包括：第二稳压芯片、电容C4、电容C5、电容 C6、电容C7、电阻R1以及发光二极管D2；第二稳压芯片的输入引脚连接第一稳压芯片的输出引脚，所述第二稳压芯片的接地引脚接地，电容C4连接在第二稳压芯片的输入引脚和二极管D1的阳极之间；电容C5、电容C6和电容C7分别连接在第二稳压芯片的输出引脚和二极管D1的阳极之间；电阻R1和发光二极管D2串联后连接在第二稳压芯片的输出引脚和二极管D1的阳极之间、且发光二极管D2的阴极连接二极管D1的阳极。

进一步优选，系统程序存储模块和用户程序存储模块均由SRAM系列的 DCM0016芯片构成。

进一步优选，中央处理模块上还连接有防止系统程序和用户程序陷入死循环的看门狗电路模块；其电路模块包括IC芯片、电容C1、电阻R6、电阻R7和发光二极管LED，电容C1、电阻R6相互串联后，电容C1的正极与VCC电源相连，电阻R6的接地端接地；IC芯片的引脚七连接在电容C1、电阻R6之间；电阻R7和发光二极管LED相互串联，发光二极管LED与中央处理模块相连，电阻 R7还与VCC电源相连。

进一步优选，温控模块具体的电路结构为：包括单片机、温度传感器、第一电源、第二电源、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、压电陶瓷片、第一发光二极管、第二发光二极管、风扇电机和三极管，第一电源的正极同时与第一电容的第一端、第二电容的第一端、温度传感器的正极、第二电阻的第一端、第三电容的第一端、单片机的第二十引脚、第一发光二极管的正极、第二发光二极管的正极和第五电阻的第一端连接，第一电源的负极同时与第一电容的的负极、第二电容的负极、温度传感器的负极、单片机的第十引脚、第五电容的第一端、第四电容的第一端和第一电阻的第一端连接，温度传感器的信号输出端同时与第二电阻的第二端和单片机的第三引脚连接，第三电容的第二端同时与第一电阻的第二端和单片机的第一引脚连接，第四电容的第二端同时与压电陶瓷片的第一端和单片机的第四引脚连接，第五电容的第二端同时与压电陶瓷片的第二端和单片机的第五引脚连接，第一发光二极管的负极与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端与单片机的第十九引脚连接，第二发光二极管的负极与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与单片机的第十八引脚连接，第五电阻的第二端同时与单片机的第十五引脚和三极管的基极连接，三极管的发射极与第二电源的负极连接，三极管的集电极同时与风扇电机的第一端和第六电容的第一端连接，第二电源的正极同时与风扇电机的第二端和第六电容的第二端连接。

本实用新型所设计的一种可编程控制的工业设备控制系统，其结构指令控制功能较强、实时的响应速度较快，同时散热时根据温度来调控散热风机的开启、停止以及旋转速度，从而节约了电能源，提升散热效果，并且工作间管理人也可随时随地远程得知控制系统工作时的温度和用户程序运行情况，使得纵使操作工人在学历较低情况下管理人员。

附图说明

图1是实施例1的整体结构示意图；

图2是实施例1的爆炸视图；

图3是实施例1的阀杆结构示意图；

图4是实施例1的看门狗电路模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例所描述的一种可编程控制的工业设备控制系统，采用型号为J12芯片式的编程模块4、采用型号为LPC2214的中央处理模块1、系统程序存储模块2、用户程序存储模块3、采用型号为MAX7128芯片接口的输出接口10、散热风机9、温控模块8、触摸屏13、移动手持终端6和GPRS无线传输模块6；温控模块8包括调控开关81、单片机82、采用DS数字温度感应的温度传感器84、以及在单片机82内的PWM输出模块821，调控开关81与单片机 82内的PWM输出模块821和散热风机9相连，温度传感器84与单片机82相连；单片机82、编程模块4、触摸屏13、用户程序存储模块3、系统程序存储模块2、 GPRS无线传输模块5和输出接口10均与中央处理模块1相连，GPRS无线传输模块5与移动手持终端6相连。

上述结构的工作原理：上述结构的工作原理：还包括对各模块进行供电的供电模块和电源，供电模块分别与电源和中央处理模块相连，散热风机还与12V 电源相连，开机后上述各模块通电工作，系统程序存储模块自动调出已存储在该模块中的系统程序(系统程序由与中央处理模块相连的PC上位机输入后存储在系统程序存储模块中)在触摸屏上直接显示，从而用户操控触摸屏进行输入并显示对执行机构进行自动控制的程序或者直接调出显示已存储在用户程序存储模块中对执行机构进行自动控制的程序，此时输入程序或调取程序的触控信号传输至中央处理模块后输入至用户程序存储模块中，而输入的程序直接在用户程序存储模块中保存，用户程序操作完成后，用户程序开始启动工作，其控制指令信号经输出接口传输至执行机构上；在程序工作时，散热风机也通电工作对对控制系统进行散热，散热风机工作时通过温控模块根据控制系统工作时产生的温度进行自动调控散热风机的转速和开启关闭，温控模块工作时根据温度传感器检测到的温度通过单片机上PWM输出模块输出可调脉宽波形，此时调控开关根据可调脉宽波形进行调控散热风机的旋转速度以及停止或旋转，同时所采集的温度数据传输至中央处理器，中央处理器将温度数据和程序运行状况通过GPRS无线传输模块同步传输至移动手持终端，从而工作间管理人员可随时随地的监控控制系统的工作温度是否超标，其运行程序是否出现问题或错乱或陷入死循环，因此尤其适用于操作工人学历较低而无法识别程序是否错误的情况，有利于企业的生产效益；而且触摸屏还显示控制系统内工作时产生的热量温度。

本实施例中，温控模块8具体的电路结构为：单片机IC、温度传感器DS、电源一、电源二、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容 C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、压电陶瓷片YD、发光二极管LED1、伞发光气极管LED2、风扇电机M和三极管VT，电源一的正极同时与电容C1的第一端、电容C2的第一端、温度传感器DS的正极、第二电阻R2的第一端、电容C2的第一端、单片机IC的第二十引脚、发光二极管LED1 的正极、发光二极管LED2的正极和第五电阻R5的第一端连接，电源的负极同时与第一电容C1的的负极、C2电容的负极、温度传感器DS的负极、单片机 IC的第十引脚、电容C5的第一端、电容C4的第一端和电阻R1的第一端连接，温度传感器DS的信号输出端同时与电阻R2的第二端和单片机IC的第三引脚连接，电容C3的第二端同时与电阻R1的第二端和单片机IC的第一引脚连接，电容C4的第二端同时与压电陶瓷片YD的第一端和单片机IC的第四引脚连接，电容C5的第二端同时与压电陶瓷片YD的第二端和单片机IC的第五引脚连接，发光二极管LED1的负概与电阻R3的第一端连接，电阻R3的第二端与单片机 IC的第十九引脚连接，发光二极管LED2的负极与电阻旧的第一端连接，电阻旧的第二端与单片机IC的第十八引脚连接，电阻R5的第二端同时与单片机IC 的第十五引脚和三极管VT的基极连接，三极管VT的发射极与电源二的负极连接，三极管VT的集电极同时与风扇电机M的第一端和电容C6的第一端连接，电源二的正极同时与风扇电机M的第二端和电容C6的第二端连接；PWM输出模块由两个分别决定高电平时长和低电平时长的定位器构成。

上述结构的具体工作原理：温度传感器DS完成温度的测量并转成换数字信号，单片机IC为型号AT89C2051的单片机，根据温度传感器DS的数字信号对作为调控开关81的三极管VT进行控制，进而控制风扇电机M的旋转与停止。当温度高于280℃时，三极管VT完全导通，风扇全速旋转；当温度低于80℃时三极管VT截止，风扇停转；当机箱温度在280℃与80℃之间时，单片机采用脉宽调制方式(PWM)为风扇供电，使风扇的平均工作电压在12v与6v之间，温度越低，平均工作电压越小，风扇转速就越慢。单片机IC以每变化40℃为一个控制间隔(控制点为280℃、240℃、200℃、160℃、120℃、80℃)，温度降低每越过一个控制点，风扇工作电压便降低10％，风扇转速也相应降低10％，单片机IC没有脉宽调制发生器。故利用单片机IC两个定时器模拟产生可调脉宽波形，可调脉宽波形的高电平时长由定时器O决定，可调脉宽波形的低电平时长由定时器1决定，如果温度增加越过一个控制点，程序就会增加定时器O的定时长度，同时缩短定时器1的走时长度，从而使三极管VT的导通时间延长，风扇转速增加。

本实施例中，供电模块12包括设置在中央处理模块上的供电端、将24V直流供电电压降压成15V直流电压后输出的第一稳压单元、将第一稳压单元输出的15V直流电压降压成5V直流供电电压后输出的第二稳压单元，第一稳压单元的输入端连接VCC电源，其输出端与第二稳压单元的输入端相连，第二稳压单元的输出端与中央处理模块1的供电端连接。其结构采用双稳压的结构使得在对各模块进行供电时，各模块工作稳定可靠，提升工作效率和性能。

本实施例中，第一稳压单元121包括稳压芯片U1、电容C7、电容C8、电容 C9以及二极管D1；二极管D1的阴极连接中央处理模块的接地引脚，第一稳压芯片U1的输入引脚连接中央处理模块的供电引脚，第一稳压芯片U1的接地引脚连接二极管D1的阳极，电容C7和电容C8分别连接在所述第一稳压芯片的输入引脚和二极管D1的阳极之间，电容C9并联在第一稳压芯片上；第二稳压单元122包括第二稳压芯片U2、电容C10、电容C11电容C12、电容C13、电阻R6 以及发光二极管D2；第二稳压芯片的输入引脚连接所述第一稳压芯片的输出引脚，第二稳压芯片的接地引脚接地，电容C10连接在所述第二稳压芯片的输入引脚和二极管D1的阳极之间；电容C11、电容C12和电容C13分别连接在所述第二稳压芯片的输出引脚和二极管D1的阳极之间；电阻R1和发光二极管D2 串联后连接在所述第二稳压芯片的输出引脚和二极管D1的阳极之间、且发光二极管D2的阴极连接二极管D1的阳极。其双稳压的电路结构使得对自动控制系统内的各模块供电更加稳定，使得各模块的工作更加稳定可靠，更进一步的提升自动控制系统的响应速度，以及自动控制系统的使用性能。

本实施例中，系统程序存储模块和用户程序存储模块均由SRAM系列的 DCM0016芯片构成。仅采用一个存储模块即可实现对系统程序和用户程序进行存储，使得对工控机的壳体内部所占用的空间进行减小，从而使得工控机的体积减小，提升实用性能。

本实施例中，中央处理模块上连接有防止系统程序和用户程序陷入死循环的看门狗电路模块；其电路模块包括IC芯片、电容C14、电阻R7、电阻R8和发光二极管LED，电容C14、电阻R7相互串联后，电容C14的正极与VCC电源相连，电阻R7的接地端接地；IC芯片的引脚七连接在电容C14、电阻R7之间；电阻R8和发光二极管LED相互串联，发光二极管LED与中央处理模块相连，电阻R7还与VCC电源相连。其结构IC芯片的型号为5054芯片，由电阻R7、电容C14组成复位电路，对中央处理模块的引脚九与看门狗IC芯片的引脚七硬件复位，防止中央处理模块的内部程序处于死循环状态。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。